(57)【要約】      （修正有）【課題】変位とチルトとを同時に検出し、補正することができる変位・チルト補正装置を提供する。【解決手段】光源、周縁部を平面状に形成して球面部と平面部とが設けられた対物レンズ、及び対物レンズを支持するアクチュエータから成る光ピックアップと、光源から照射され対物レンズの球面部を通過させて集束させたレーザ光の焦点位置の変位を検出する変位センサ、発光素子から照射されるレーザ光を対物レンズの平面部で反射させ、この反射光を受光して光ピックアップの光源から照射されたレーザ光の光軸と被測定対象物との相対的な傾きを検出するチルトセンサ、及び、変位センサとチルトセンサとにより得られた信号を最適化し、光ピックアップのアクチュエータに出力する制御部から成る変位・チルト検出制御装置とを具備し、制御部から出力された信号に基づいてアクチュエータを制御し、対物レンズの傾きを調整して焦点位置の変位及びチルトを補正する。【選択図】図１
2007033229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、周縁部を平面状に形成して球面部及び平面部が設けられた対物レンズと、該対物レンズを支持するアクチュエータとから少なくとも成る光ピックアップ、及び、
前記光源から照射され、前記対物レンズの前記球面部を通過させて集束させたレーザ光の焦点位置の変位を検出する変位センサと、発光素子から照射されるレーザ光を前記対物レンズの前記平面部で反射させ、この反射光を受光して、前記光ピックアップの前記光源から照射されたレーザ光の光軸と被測定対象物との相対的な傾きであるチルトを検出するチルトセンサと、前記変位センサと前記チルトセンサとにより得られた信号を最適化し、この最適化された信号を前記光ピックアップの前記アクチュエータに出力する制御部とから少なくとも成る変位・チルト検出制御装置を少なくとも具備し、
前記制御部から出力された最適化された信号に基づいて、前記アクチュエータを制御し、前記対物レンズの傾きを調整して、前記焦点位置の変位及び前記チルトを補正することを特徴とする変位・チルト補正装置。
【請求項２】
前記変位センサは、ｘｙ座標を検出するセンサと、ｘｚ座標を検出するセンサとを具備していることを特徴とする請求項１に記載の変位・チルト補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップの光源から照射されたレーザ光の焦点位置の変位及びチルトを同時に検出して、補正することができる変位・チルト補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光源及び対物レンズを具備する光ピックアップと、変位センサ及び制御部を具備する変位検出制御装置とを有する変位補正装置として、種々のものが提案されている。そして、これらの変位補正装置は、例えばＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等の情報記録媒体の情報記録再生装置に用いられる。すなわち、光ピックアップの光源からレーザ光を情報記録媒体の情報記録面等（以下、「被検出対象物」と言う。）に照射し、対物レンズを通過させてレーザ光を集束させ、被検出対象物で焦点を結び、光スポットを形成して情報の記録又は再生を行なう。
【０００３】
この際、光スポットの位置（光スポットの光源から照射されたレーザ光の焦点位置）がずれて変位すると、情報の正確な記録再生を行なうことができなくなる。
【０００４】
これを防止するために、変位補正装置には変位検出制御装置が設けられている。この変位検出制御装置は、変位センサと制御部とを有しており、変位センサの結果に基づいて制御部より得られた信号を光ピックアップに出力する装置である。すなわち、変位センサにより変位を検出し、この検出結果の信号を制御部に送り、正確な位置に光スポットが形成されるように、変位を補正するための信号を制御部で作成し、光ピックアップに出力する装置である。
【０００５】
このような光ピックアップと変位検出制御装置とを有する変位補正置として、従来より、例えば特許文献１に示されるように、変位検出制御装置の制御部によって作成された信号を光ピックアップの光源に出力し、光源の傾きを調整することにより、レーザ光の光軸の傾きを調整し、変位の補正を行なうものが提案されている。
【０００６】
しかし、このような変位補正装置は、あらかじめ変位検出制御装置の制御部に光軸の初期値を設定し、この設定値と変位センサにより得られた結果に基づいて、変位を補正するための信号を作成し、光ピックアップの光源に出力して変位を補正するものであったため、微小な変位を検出することができなかった。また、光ピックアップの光源自体が重いため、応答速度が遅く、高速で変位を補正することができないという問題もあった。
【０００７】
そこで、例えば特許文献２に示され、図４に示すように、光ピックアップ２０ａを、少なくとも光源２１ａと、対物レンズ２２ａと、対物レンズ２２ａを支持して制御するアクチュエータ２３ａとにより構成し、変位検出制御装置３０ａの変位センサ３１ａによって検出した信号を制御部３２ａに送り、制御部３２ａによって作成された信号を光ピックアップ２０ａのアクチュエータ２３ａに出力し、アクチュエータ２３ａを制御することにより変位の補正を行なう変位補正装置１０ａが提案されている。
【０００８】
すなわち、この変位補正装置１０ａは、光ピックアップ２０ａの光源２１ａから照射され、対物レンズ２２ａを通過して集束して形成された光スポット１１ａの位置を、変位検出制御装置３０ａの変位センサ３１ａで検出し、この結果を制御部３２ａに送り、制御部３２ａで変位を補正するための信号を作成して、光ピックアップ２０ａのアクチュエータ２３ａに出力し、アクチュエータ２３ａを制御して対物レンズ２２ａの傾きを調整することにより焦点位置を調整し、変位を補正するものである。
【０００９】
また、従来より、例えば特許文献３に示されるように、光源及び対物レンズを具備する光ピックアップと、チルトセンサ、発光素子、及び制御部を具備するチルト検出制御装置とを有するチルト補正装置も種々のものが提案され、上述した変位補正装置と同様に、情報記録再生装置等に用いられている。すなわち、上記変位補正装置と同様に、光ピックアップの光源からレーザ光を情報記録媒体の情報記録面（以下、「被検出対象物」と言う。）に照射し、対物レンズを通過させてレーザ光を集束させ、被検出対象物で光スポットを形成して情報の記録又は再生を行なう。
【００１０】
この際、レーザ光の光軸と被検出対象物とが垂直に交差せずチルトが発生すると、情報の正確な記録再生を行なうことができなくなる。
【００１１】
これを防止するために、チルト補正装置にはチルト検出制御装置が設けられている。このチルト検出制御装置は、チルトセンサと、発光素子と、制御部とを有しており、チルトセンサの結果に基づいて制御部より得られた信号を光ピックアップに出力する装置である。
【００１２】
すなわち、チルト補正装置１０ｂは、図５に示すように、発光素子３４ｂから照射されたレーザ光が被検出対象物に到達して反射し、この反射光が受光素子の受光面に集光されて反射光スポットを形成し、この反射光スポットをチルトセンサ３２ｂで検出することにより、チルトを検出する。次に、この検出結果の信号を制御部に送り、レーザ光の光軸と被検出対象物とが垂直に交差するように（チルトがゼロになるように）、チルトを補正するための信号を制御部で作成し、光ピックアップに出力してチルトを補正する装置である。
【００１３】
しかし、このような変位補正装置１０ａやチルト補正装置１０ｂは、高速で変位やチルトを補正することはできるようになった。しかし、近年、情報記録媒体の記録密度が増大しているため、より微小な変位又はチルトを同時に検出して、高精度で補正することが要求されている
【特許文献１】実開昭６０−１２７６３０号公報
【特許文献２】特開平１１−１４４２８０号公報
【特許文献３】特開平１０−７４３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、変位及びチルトを同時に検出し、高精度で変位及びチルトを補正することができる変位・チルト補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の上記目的は、光源と、周縁部を平面状に形成して球面部及び平面部が設けられた対物レンズと、該対物レンズを支持するアクチュエータとから少なくとも成る光ピックアップ、及び、
前記光源から照射され、前記対物レンズの前記球面部を通過させて集束させたレーザ光の焦点位置の変位を検出する変位センサと、発光素子から照射されるレーザ光を前記対物レンズの前記平面部で反射させ、この反射光を受光して、前記光ピックアップの前記光源から照射されたレーザ光の光軸と被測定対象物との相対的な傾きであるチルトを検出するチルトセンサと、前記変位センサと前記チルトセンサとにより得られた信号を最適化し、この最適化された信号を前記光ピックアップの前記アクチュエータに出力する制御部とから少なくとも成る変位・チルト検出制御装置を少なくとも具備し、
前記制御部から出力された最適化された信号に基づいて、前記アクチュエータを制御し、前記対物レンズの傾きを調整して、前記焦点位置の変位及び前記チルトを補正することを特徴とする変位・チルト補正装置を提供することによって達成される。
【００１６】
また、本発明の上記目的は、前記変位センサは、ｘｙ座標を検出するセンサと、ｘｚ座標を検出するセンサとを具備していることを特徴とする変位・チルト補正装置を提供することによって、効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る変位・チルト補正装置によれば、光ピックアップの対物レンズに球面部と平面部とを設け、変位・チルト検出制御装置の変位センサで、光ピックアップの光源から照射され、対物レンズの球面部を通過して集束したレーザ光の焦点位置の変位を検出し、また、チルトセンサで、発光素子から照射されたレーザ光を、対物レンズの平面部で反射させて、この反射光を受光することによりチルトを検出し、これらの変位センサ及びチルトセンサにより得られた２つの信号を制御部で最適化し、この最適化された信号を光ピックアップに出力してアクチュエータを制御し、対物レンズの傾きを調整することにより、変位及びチルトを補正することができるので、小型であっても、補正精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る変位・チルト補正装置について、図面を参酌しながら詳細に説明する。なお、本発明に係る変位・チルト補正装置は以下の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において、その構成を適宜に変更することができることはいうまでもない。
【００１９】
本発明に係る変位・チルト補正装置（以下、「本変位・チルト補正装置」と言う。）１０は、光ピックアップ２０と、変位・チルト検出制御装置３０とを少なくとも具備することにより構成されており、例えば、ＣＤ、ＭＤ（Ｍｉｎｉ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ等の情報記録媒体に情報を記録し、又は記録された情報を再生する情報記録再生装置に用いられる。
【００２０】
光ピックアップ２０は、被検出対象物である情報記録媒体からの情報を正確に読み出したり、情報記録媒体に情報を記録するもので、本実施形態では、図１に示すように、光源２１と、対物レンズ２２と、アクチュエータ２３と、回折格子２４と、偏光板２５と、偏光ビームスプリッタ２６と、立ち上げミラー２７と、コリメータレンズ２８と、１／４波長板２９とにより構成されている。
【００２１】
光源２１は、被測定対象物に照射するレーザ光を発するものであり、例えばレーザダイオード（ＬＤ）、ＬＥＤ等の公知の種々のものを用いることができる。
【００２２】
本発明に使用される対物レンズ２２は、図２に対物レンズ２２の概略断面図で示すように、対物レンズ２２の周縁部を平面状に形成して、対物レンズ２２に球面部２２１と平面部２２２とを設けている。すなわち、対物レンズ２２の中央部を球面状に形成して球面部２２１を設け、また周縁部を平面状に形成して平面部２２２を設けている。
【００２３】
アクチュエータ２３は、対物レンズ２２を支持し、変位・チルト検出制御装置３０より出力された信号に基づいて対物レンズ２２の傾きを調整するもので、図１に示すように、例えば永久磁石２３１とコイル２３２（例えばフォーカスコイル、トラッキングコイル等）とにより構成され、電流の供給量に比例して対物レンズ２２の傾きを調整するもの等、公知の種々のものを用いることができる。
【００２４】
また、回折格子２４は、光源２１から照射されたレーザ光を回折させてスペクトルを得るためのものであるが、光源２１として単波長であるものを用いれば省略することができる。また、偏光板２５はレーザ光を直線光に変換するものであり、偏光ビームスプリッタ２６は、レーザ光を偏光成分により分離するものであり、本実施形態ではプリズムタイプを用いているが、この他、平板タイプ等の種々のものを用いても良い。立ち上げミラー２７は、光源２１から照射されるレーザ光の光路を変更するものであるが、本変位・チルト補正装置１０の構成により省略したり、あるいは複数枚設けても良い。コリメータレンズ２８は光源２１から照射されレーザ光を平行光に変換するためのものである。さらにまた、１／４波長板２９は光源２１から照射されたレーザ光を円偏光にするためのものであるが、本変位・チルト補正装置１０の目的や構成によって１／２波長板等に変更する、あるいは１／４波長板を省略することもできる。
【００２５】
さらにこの他、本変位・チルト補正装置１０の目的等に応じてシリンドリカルレンズ等、公知の種々の部材を設けることもできる。
【００２６】
この光ピックアップ２０は、まず、光源２１からレーザ光を出射し、このレーザ光を回折格子２４、偏光板２５、偏光ビームスプリッタ２６に順に入射させる。次に、偏光ビームスプリッタ２６を出射したレーザ光を、立ち上げミラー２７で反射させて光路を変更した後、コリメータレンズ２８にレーザ光を入射させて平行光に変換する。その後、平行光に変換されたレーザ光を、対物レンズ２２の球面部２２１に入射して集束させて焦点を結ばせ、光スポット１１を形成する。
【００２７】
変位・チルト検出制御装置３０は、変位及びチルトを検出し、光ピックアップ２０のアクチュエータ２３に変位及びチルトを補正するための信号を出力する装置であり、図１に示すように、変位センサ３１と、チルトセンサ３２と、制御部３３とを少なくとも具備して構成されている。
【００２８】
変位センサ３１は、光ピックアップ２０の光源２１から照射され、対物レンズ２２の球面部２２１を通過して集束したレーザ光の焦点の位置、すなわち光スポット１１の位置を検出して、光スポット１１の位置の変位（以下、単に「変位」と言う。）を検出するもので、図３に示すように、光スポット１１のｘｙ座標を検出する変位センサ３１１Ａと、光スポット１１のｘｚ座標を検出する変位センサ３１１Ｂとにより構成されている。なお、このような変位センサ３１としては、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）カメラ等の公知の種々のものを用いることができる。
【００２９】
また、これらの変位センサ３１１は可動式としたので、光ピックアップ２０の光源２１が回折格子２４を通過することにより分解された例えば７８０ｎｍ，６５０ｎｍ，４１０ｎｍの各ビームの各光スポット１１のｘｙ座標を変位センサ３１１Ａにより、また、ｘｚ座標を変位センサ３１１Ｂにより検出することができる。すなわち、上記３波長の各光スポット１１のｘｙ座標、及びｘｚ座標を６つのセンサを設けることなく、変位センサ３１１Ａ，３１１Ｂの２つで検出することができる。従って、本変位・チルト補正装置１０は、わずかな変位であっても検出して補正することができ、また低コストで製造することができる。
【００３０】
チルトセンサ３２は、図１に示すように光ピックアップ２０の対物レンズ２２の上方に設けられた発光素子３４から照射されるレーザ光を、対物レンズ２２の平面部２２２で反射させ、この反射光を受光することによりチルトを検出するセンサである。
【００３１】
すなわち、変位・チルト検出制御装置３０の発光素子３４から照射されたレーザ光が、光ピックアップ２０の対物レンズ２２の平面部２２２に到達して反射し、この反射光を受光素子の受光面に集光して反射光スポットを形成し、この反射光スポットをチルトセンサ３２で検出することにより、光ピックアップ２０の光源２１から照射されるレーザ光の光軸と、被測定対象物との相対的な傾きであるチルトを検出することができる。
【００３２】
このようなチルトセンサには、例えば半導体位置検出装置（ＰＳＤ）等を用いることができ、また、発光素子３４には、例えばＬＥＤ，ＬＤ等の公知の種々の光源を用いることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、発光素子３４は、対物レンズ２２の上方に配設されているが、対物レンズ２２の平面部２２２に向けてレーザ光を照射し、平面部２２２で反射させるように配設すれば、対物レンズ２２の下方に設けても良い。また、発光素子３４は、対物レンズ２２の右側に配設される場合に限らず、左側に配設しても良い。
【００３４】
変位・チルト補正装置３０では、変位センサ３１及びチルトセンサ３２により得られたそれぞれの信号が、制御部３３に送信されて最適化され、光ピックアップ２０の対物レンズ２２に出力される。すなわち、変位センサ３１及びチルトセンサ３２により検出されたそれぞれの結果に基づくそれぞれの信号が制御部３３に送られ、変位がなくなり、かつチルトがゼロに近づくように信号を最適化し、すなわち正確な位置に光スポット１１を形成するように補正する信号であって、かつ、光ピックアップ２０の光源２１から照射されて対物レンズ２２の球面部２２１を通過し集束したレーザ光の光軸が被測定対象物に対してほぼ垂直となる信号を制御部３３で作成する。この制御部３３で最適化された信号を、光ピックアップ２０のアクチュエータ２３に出力する。
【００３５】
このように、本変位・チルト補正装置１０は、変位・チルト検出制御装置３０で検出され、最適され、光ピックアップ２０のアクチュエータ２３に出力された信号に基づいて、アクチュエータ２３を制御して、対物レンズ２２の傾きを調整することにより、変位及びチルトを補正する。従って、本変位・チルト補正装置は、変位及びチルトを同時に検出し、補正することができるので、補正精度を向上させることができる。
【００３６】
また、変位センサ３１を、光スポット１１のｘｙ座標を検出する変位センサ３１１Ａと、ｘｚ座標を検出する変位センサ３１１Ｂとで構成することにより、微小な変位であっても検出することができるので、本変位・チルト補正装置１０の補正精度をより向上させることができる。
【００３７】
また、光ピックアップ２０の対物レンズ２２に球面部２２１と平面部２２２とを設けたので、本変位・チルト補正装置１０を小型にすることができ、今まで組み込むことができなかった場所に設置することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る変位・チルト補正装置は、上述したようなＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクの情報再生記録装置に用いる場合に限らず、この他、例えばミラーやレンズ、プリズム等の光学部品の取り付け検査、ＣＤＴモニタ、ＬＣＤモニタ等の公知の種々の小型画像処理装置等に接続して用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る変位・チルト補正装置の概略図である。
【図２】本発明で用いられる対物レンズの拡大断面図である。
【図３】本発明に係る変位・チルト検出制御装置の変位センサの概略配置図である。
【図４】従来の変位補正装置の概略図である。
【図５】従来のチルト補正装置の該概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０                          変位・チルト補正装置
１０ａ                        変位補正装置
１０ｂ                        チルト補正装置
１１，１１ａ                  光スポット
２０，２０ａ                  光ピックアップ
２１，２１ａ                  光源
２２，２２ａ                  対物レンズ
２２１                        球面部
２２２                        平面部
２３，２３ａ                  アクチュエータ
２３１                        永久磁石
２３２                        コイル
２４                          回折格子
２５                          偏光板
２６                          偏光ビームスプリッタ
２７                          立ち上げミラー
２８                          コリメータレンズ
２９                          １／４波長板
３０                          変位・チルト検出制御装置
３０ａ                        変位検出制御装置
３１，３１ａ                  変位センサ
３１１Ａ                      ｘｙ座標を検出する変位センサ
３１１Ｂ                      ｘｚ座標を検出する変位センサ
３２，３２ｂ                  チルトセンサ
３３，３３ａ                  制御部
３４，３４ｂ                  発光素子
【図１】
2007033229.tif 000003
【図２】
2007033229.tif 000004
【図３】
2007033229.tif 000005
【図４】
2007033229.tif 000006
【図５】
2007033229.tif 000007